JP2017527971A - 非水電解質組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2014年9月19日出願の、米国特許出願第14/490785号の優先権を主張するものであり、この特許出願の全体が参照により本明細書に援用される。
a)R1COOR2で表される少なくとも1つのフッ素化化合物と、
b)非フッ素化カーボネートと、
c)リチウム/ホウ素化合物と、
d)リチウム塩と
を含む電解質組成物であって、
R1およびR2が独立して、線状もしくは分岐アルキル基を表し;R1およびR2中の炭素原子の合計が2〜7であり;R1および/またはR2中の少なくとも2個の水素原子がフッ素原子で置き換えられており;およびR1もR2も−CH2Fまたは−CHF−基を含有しない、電解質組成物に関する。
用語「電解質組成物」は本明細書で用いるところでは、電気化学セルでの電解質としての使用に好適な化学組成物を意味する。
a)R1COOR2で表される少なくとも1つのフッ素化化合物と、
b)非フッ素化カーボネートと、
c)リチウム/ホウ素化合物と、
d)リチウム塩と
を含み、またはそれらから本質的になり、ここで、R1およびR2は独立して、線状もしくは分岐アルキル基を表し;R1およびR2中の炭素原子の合計は2〜7であり;R1およびR2中の少なくとも2個の水素原子はフッ素原子で置き換えられており;およびR1もR2も−CH2Fまたは−CHF基を含有しない。幾つかの実施形態では、R1は、−CH3、C2H5またはC3H7であり、およびR2はフッ素を含有する。他の実施形態では、電解質組成物は、最大で10重量パーセントのフルオロエチレンカーボネートをさらに含む。
a)5〜90重量パーセントの範囲での2,2−ジフルオロエチルアセテート;
b)10〜80重量パーセントの範囲でのエチレンカーボネート;
c)0.1〜10重量パーセントの範囲でのリチウムビス(オキサラト)ボレート;および
d)リチウムヘキサフルオロホスフェート
を含み、またはそれらから本質的になり、ここで、重量百分率は、成分a)、b)、c)および任意選択のe)フルオロエチレンカーボネートの総重量を基準とする。幾つかの実施形態では、本組成物は、
a)5〜90重量パーセントの範囲での2,2−ジフルオロエチルアセテート;
b)10〜80重量パーセントの範囲でのエチレンカーボネート;
c)0.1〜10重量パーセントの範囲でのリチウムビス(オキサラト)ボレート;および
d)リチウムヘキサフルオロホスフェート
を含み、またはそれらから本質的になり、ここで、重量百分率はすべて、組成物の総重量を基準とする。幾つかの実施形態では、2,2−ジフルオロエチルアセテートの量は、組成物の総重量を基準として、30〜70重量パーセントの範囲である。さらなる実施形態では、電解質組成物は、重量百分率が電解質組成物の総重量を基準とする、0.1〜5.0重量パーセントの範囲でのフルオロエチレンカーボネートをさらに含む。
a)R1COOR2で表される少なくとも1つのフッ素化化合物と、
b)非フッ素化カーボネートと、
c)リチウム/ホウ素化合物と、
d)リチウム塩と
を組み合わせる工程を含む。組み合わせる工程は、順々にまたは同時に電解質組成物の個々の成分を添加することによって達成することができる。幾つかの実施形態では、成分a)と、b)と、c)と、任意選択のe)フルオロエチレンカーボネートとは、第1溶液を作るために組み合わせられる。第1溶液の形成後、ある量のリチウム塩が、リチウム塩の所望の濃度を有する電解質組成物をもたらすために第1溶液に添加される。典型的には、電解質組成物は、均質混合物を形成するために添加中および/または添加後に攪拌される。
(a)ハウジングと、
(b)ハウジング中に、互いにイオン伝導性の接触で配置されるアノードおよびカソードと、
(c)ハウジン中に配置され、アノードとカソードとの間にイオン伝導性通路を提供する電解質組成物と、
(d)アノードとカソードとの間の多孔質セパレータと
を含む、またはそれらから本質的になる電気化学セルに関する。幾つかの実施形態では、電気化学セルはリチウムイオン電池である。
LiaA1−b,RbD2(0.90≦a≦1.8および0≦b≦0.5である);
LiaE1−bRbO2−cDc(0.90≦a≦1.8、0≦b≦0.5および0≦c≦0.05である);
LiaCoGbO2(0.90≦a≦1.8、および0.001≦b≦0.1である);
LiaNi1−b−cCobRcO2−dZd(ここで、0.9≦a≦1.8、0≦b≦0.4、0≦c≦0.05、および0≦d≦0.05である);
Li1+zNi1−x−yCoxAlyO2(ここで、0<x<0.3、0<y<0.1、および0<z<0.06である);
LiaNibMncCodReO2−fZf(ここで、0.8≦a≦1.2、0.1≦b≦0.5、0.2≦c≦0.7、0.05≦d≦0.4、0≦e≦0.2、b+c+d+eの合計は約1であり、および0≦f≦0.08である)
が含まれ得る。上記の化学式中、Aは、Ni、Co、Mn、またはそれらの組み合わせであり;Dは、O、F、S、P、またはそれらの組み合わせであり;Eは、Co、Mn、またはそれらの組み合わせであり;Gは、Al、Cr、Mn、Fe、Mg、La、Ce、Sr、V、またはそれらの組み合わせであり;Rは、Al、Ni、Co、Mn、Cr、Fe、Mg、Sr、V、Zr、Ti、希土類元素、またはそれらの組み合わせであり;Zは、F、S、P、またはそれらの組み合わせである。好適なカソードおよびカソード活性材料には、米国特許第5,962,166号明細書;同第6,680,145号明細書;同第6,964,828号明細書;同第7,026,070号明細書;同第7,078,128号明細書;同第7,303,840号明細書;同第7,381,496号明細書;同第7,468,223号明細書;同第7,541,114号明細書;同第7,718,319号明細書;同第7,981,544号明細書;同第8,389,160号明細書;同第8,394,534号明細書;および同第8,535,832号明細書、ならびにそれらの中の参考文献に開示されているものが含まれる。「希土類元素」とは、La〜Luのランタニド元素、ならびにYおよびScを意味する。
wt%は、重量パーセントを意味する。
pbwは、重量部を意味する。
ppmは、百万当たりの部を意味する。
DFEAは、2,2−ジフルオロエチルアセテートを意味する。
ECは、エチレンカーボネートを意味する。
FECは、4−フルオロエチレンカーボネートを意味する。
EMCは、エチルメチルカーボネートを意味する。
Etプロピオネートは、プロピオン酸エチルを意味する。
LiBOBは、リチウムビス(オキサラト)ボレートを意味する。
2,2−ジフルオロエチルアセテートの製造
酢酸カリウムを、0.5〜1mmのHg(66.7〜133Pa)の真空下で100℃において4〜5時間にわたり乾燥させた。乾燥材料は、カールフィッシャー滴定によって測定されるように、5ppm未満の含水率を有した。ドライボックス中で、212グラム(2.16モル、8モル%過剰)の乾燥酢酸カリウムを、大きい磁気攪拌子を含有する1.0Lの3口丸底フラスコへ入れた。フラスコをドライボックスから取り出し、ドラフトへ移し、熱電対ウェル、ドライアイス冷却器、および添加漏斗を備え付けた。
窒素パージされるドライボックス中で、11.25グラムのリチウムビス(オキサラト)ボレートを、50mLの無水アセトニトリルと共に400mLのビーカーに添加した。混合物を40℃で約30分間にわたり攪拌した。温かい混合物を、Whatman#1濾紙を通して濾過し、第2ビーカーに移し、室温まで放冷して無色透明な溶液を得た。約50mLの冷(−30℃)無水トルエンを添加し、混合物を30分間にわたり攪拌した。沈澱物が生じ、それをWhatman#1濾紙を通して濾過した。フィルターケーキを冷無水トルエンで洗浄した。フィルターケーキを真空濾過漏斗上で乾燥させた後、固形分をドライボックスから取り出し、130℃に設定された真空オーブン中に入れ、わずかに窒素パージしながら一晩(15時間)乾燥させてリチウムビス(オキサラト)ボレートを得、それは、その後窒素パージされるドライボックス中で取り扱った。
電解質溶液は、窒素パージされるドライボックス中で70wt%の2,2−ジフルオロエチルアセテートと30wt%のエチレンカーボネートとを組み合わせることによって調製した。3オングストローム(3A)モレキュラーシーブを添加し、混合物を1ppm未満の水まで乾燥させた。0.25マイクロメートルPTFEシリンジフィルターを通した濾過後、電解質の1モル濃度の溶液を作るのに十分なLiPF6を添加した。
8.802グラムの2,2−ジフルオロエチルアセテートと5.8619グラムのフルオロエチレンカーボネートとを窒素ドライボックス中で組み合わせた。モレキュラーシーブ(3A)を添加し、混合物を1ppm未満の水まで乾燥させた。溶液を次に、0.25マイクロメートルPTFEシリングフィルターを通して濾過した。1モル濃度の電解質組成物を作るのに十分なLiPF6を添加した。
2.9402グラムの電解質組成物Bを、0.0602グラムのリチウムビス(オキサラト)ボレートと組み合わせて電解質組成物Cを形成した。
電解質組成物Dは、LiPF6が1モル濃度の溶液を作るために添加されたエチルメチルカーボネートとエチレンカーボネートとの70:30体積/体積混合物であった。
プロピオン酸エチルを99.96%純度まで蒸留によって精製した。モレキュラーシーブ(3A)を蒸留した溶媒に添加した。電解質組成物を、窒素パージされるドライボックス中で70wt%のプロピオン酸エチルを30wt%のエチレンカーボネートと組み合わせることによって調製した。モレキュラーシーブ(3A)を溶媒混合物に添加して含水率を1ppm未満にした。乾燥溶媒中のLiPF6の1.0M溶液をもたらすのに十分なLiPF6を添加した。
1.96pbwの電解質組成物Eを0.04pbwのリチウムビス(オキサラト)ボレートと組み合わせて電解質組成物Fをもたらした。
電解質組成物を、窒素パージされるドライボックス中で75wt%の2,2−ジフルオロエチルアセテートを25wt%のフルオロエチレンカーボネートと組み合わせることによって調製した。モレキュラーシーブ(3A)を混合物に添加して含水率を1ppm未満にした。溶液を次に、0.25マイクロメートルPTFEシリンジフィルターを通して濾過した。LiPF6を、およそ1.0モル濃度のLiPF6である最終組成物11.3wt%のLiPF6を作るために添加した。0.98pbwのこの溶液を、0.02pbwのリチウムビス(オキサラト)ボレートと組み合わせて電解質組成物G(比較)を得た。
0.99pbwの電解質組成物D(比較)と0.01pbwのフルオロエチレンカーボネートとを組み合わせて電解質組成物H(比較)を得た。
0.98pbwの電解質組成物D(比較)と0.02pbwのフルオロエチレンカーボネートとを組み合わせて電解質組成物I(比較)を得た。
0.96pbwの電解質組成物D(比較)と、0.02pbwのフルオロエチレンカーボネートと、0.02pbwのリチウムビス(オキサラト)ボレートとを組み合わせて電解質組成物J(比較)を得た。
0.99pbwの電解質組成物A(比較)と0.01pbwのフルオロエチレンカーボネートとを組み合わせて電解質組成物K(比較)を得た。
0.98pbwの電解質組成物A(比較)と0.02pbwのフルオロエチレンカーボネートとを組み合わせて電解質組成物L(比較)を得た。
1.9603グラムの電解質組成物D(比較)と0.0407グラムのリチウムビス(オキサラト)ボレートとを組み合わせて電解質組成物M(比較)を得た。
リチウムビス(オキサラト)ボレート(0.0410グラム)を1.962グラムの電解質組成物A(比較)に添加した。
0.99pbwの電解質組成物A(比較)と0.01pbwのリチウムビス(オキサラト)ボレートとを組み合わせた。
0.96pbwの電解質組成物A(比較)を0.02pbwのフルオロエチレンカーボネートおよび0.02pbwのリチウムビス(オキサラト)ボレートと組み合わせた。
0.97pbwの電解質組成物A(比較)を0.02pbwのフルオロエチレンカーボネートおよび0.01pbwのリチウムビス(オキサラト)ボレートと組み合わせた。
アルミ箔用のプライマーの製造
ピロメリット酸二無水物//ODA(4,4’−ジアミノジフェニルエーテル)プレポリマーをまず、0.98:1のPMDA/ODAの化学量論を用いて製造した。プレポリマーは、穏やかにかき混ぜながら室温でおよそ45分にわたってODAをN−メチルピロリドン(NMP)に溶解させることによって製造した。PMDA粉末を、溶液のいかなる温度上昇もコントロールするためにおよそ2時間にわたって(小アリコートで)混合物にゆっくり添加した。ポリアミド酸の最終濃度は20.6wt%であり、酸無水物対アミン成分のモル比は、およそ0.98:1であった。
40℃から125℃へ(4℃/分のランプ)
125℃から125℃へ(30分ソーク)
125℃から250℃へ(4℃/分のランプ)
250℃から250℃へ(30分ソーク)
250℃から400℃へ(5℃/分のランプ)
2ピースのアルミ箔上にプライマーの層をもたらすために400℃から400℃へ(20分ソーク)
に従って400℃でイミド化した。
SOLEF(登録商標)5130ポリフッ化ビニリデン(PVDF)をNMP中の5.5wt%に希釈した。ペーストは、6.0352グラムのFarasis 1,1,1 NMC粉末と、0.3342グラムのDenkaカーボンブラックと、6.0971グラムのSolef(登録商標)PVDF溶液と、2.1491グラムのNMPとを、プラスチックTHINKY(登録商標)容器中で混合することによってもたらされた。ペーストを、2000rpmで2分間THINKY(登録商標)ARE−310ミキサーを用いて遠心混合した。2分混合期間が完了した後、0.3858グラムのNMPの第2部分を添加し、これに2000rpmでの2分間の遠心混合が続いた。この混合サイクルが完了したとき、Dukane Corporation,St.Charles,Illinoisから入手可能な超音波ホーンをペースト中へ浸漬し、超音波エネルギーをおよそ3秒間加えた。最終NMCカソードペーストは、44.7wt%の固形分を含有した。
上でもたらされたNMCカソードペーストを、127マイクロメートル(5ミル)ゲート高さのドクターブレードプラス50.8マイクロメートル(2ミル)のKAPTON(登録商標)テープを用いて下塗りアルミ箔上へ手動によりキャストして177.8マイクロメートル(7ミル)のトータルゲート開口部をもたらした。コートされたアルミ箔を次に、90℃に設定された真空オーブン中で60分間乾燥させた。結果として生じた51mm幅のNMCカソードを、125mm厚さの真ちゅうシート間に入れ、1.26kg/cm2、1.68kg/cm2および2.11kg/cm2(18psi、24psiおよび30psi)の圧力で通過毎に圧力を増加させて125℃での100mm径スチールロールを用いて3回カレンダーを通過させた。カレンダーを、ニップ力(ポンド単位)=37.8×調整器圧力を有するように設定した。NMCカソード活性材料のローディングは、およそ7.57〜8.0mg/cm2であった。
直径14.3mmの円形アノードを、Farasis EAR−0145−3アノードシートから打ち抜いた。直径12.7mmの円形カソードを、上で製造されたNMCカソードから打ち抜いた。2つの電極をグローブボックスのアンティチャンバーに入れ、一晩90℃で乾燥させた。乾燥電極を次に、アルゴン充満グローブボックス中へ導入した。CR2032コインセルを、様々な電解質組成物を使用して電気化学的評価のために製造した。コインセル部品(ケース、スペーサー、波形バネ、ガスケットおよび蓋)ならびにコインセルクリンパーは、宝泉株式会社、日本国、大阪から入手可能である。セパレータは、Celgard/Polypore International,Charlotte,North Carolinaから入手可能なCELGARD(登録商標)2500であった。
各コインセルを、およそ0.1Cレートである、NMCカソード活性材料の1グラム当たり17.5mAの電流で3.0〜4.6Vの電圧制限間での一定電流充電および放電を用いて周囲温度で市販のバッテリーテスター(Series 4000,Maccor,Tulsa,Oklahoma)を用いて形成のために2回サイクルさせた。この手順後、コインセルを、およそC/2レートである、カソード活性材料の1グラム当たり87.5mAの電流で3.0〜4.6Vの電圧制限間での一定充電および放電を用いてサイクルさせた。各充電ステップ中、電流がC/20、カソード活性材料の1グラム当たりおよそ8.75mAに次第に小さくなるまで電圧を4.6Vに保持した。各コインセルを3回試験し、3つの試験についての平均値を示す。
401グラムの酢酸マンガン(II)四水和物と、125の酢酸ニッケル(II)四水和物と、10グラムの無水酢酸鉄(II)とを5.0リットルの脱イオン水に溶解させた。水酸化カリウムペレットを、30リットルの反応器内で10リットルの脱イオン水に溶解させて3.0M溶液をもたらした。金属酢酸塩を含有する溶液を添加漏斗に移し、急速攪拌される反応器中へ滴下させて混合水酸化物材料を沈澱させた。添加が完了すると、攪拌を1時間続行した。攪拌を次に停止し、沈澱物を一晩沈降させた。液体を反応器から除去し、15リットルの脱イオン水を加えた。反応器の内容物を攪拌し、沈降させ、液体を除去した。このリンスプロセスを次に繰り返した。沈澱物を次に、DACRON(登録商標)濾紙で覆われた2つの粗いフリットガラス濾過漏斗中へほぼ均等に移した。固形分を、濾液が6.0のpHを有するまで脱イオン水でリンスした。さらなる20リットルの脱イオン水を各フィルターケーキに加えた。ケーキを次に、120℃に設定された真空オーブン中で一晩乾燥させた。
NMP中のPVDFの5.5wt%溶液を調製した。4.32グラムのPVDF溶液と、0.52グラムのカーボンブラックと、7.76グラムのNMPとをプラスチックバイアル中で組み合わせ、毎回60秒間、2回にわたりARE−310ミキサーを用いて遠心混合した。4.16グラムのスピネルカソード活性材料および1.40グラムのNMPを次に混合物に添加し、ペーストを毎回1分間2000rpmで2回混合した。バイアルを次に氷浴に入れ、ホモジナイザー(モデルRT 10−35 GT、7.5mm径固定子、Kinematica,Bohemia,new Yorkから入手可能)の回転子シャフトをバイアル中へ挿入した。バイアルトップと固定子との間のギャップをアルミ箔で包んでバイアル中への水侵入を最小限にした。結果として生じたペーストを、毎回6500rpmで15分間2回、次に毎回9500rpmで15分間さらに2回均質化した。均質化期間のそれぞれの間に、ホモジナイザーをペーストバイアル中の別の場所に移動させた。
スピネルカソードペーストを、0.41〜0.51mmゲート高さのドクターブレードを用いる自動コーター(AFA−II,MTI Corporation,Richmond,California)を用いて下塗りアルミ箔(上で製造された)上へキャストした。電極を、機械式対流オーブン(モデルFDL−115,Binder Inc.,Great River New York中95℃で30分間乾燥させた。結果として生じた51mm幅のカソードを、125mm厚さの真ちゅうシート間に入れ、ニップ力が、第1通過の260kgで出発して最終通過について770kgで終わる、通過のそれぞれにおいて増加する状態で、周囲温度で100mm径スチールロールを用いて3回カレンダーを通過させた。カソード活性材料のローディングは、7〜8mg/cm2であった。
アノードペーストを、0.0097グラムのシュウ酸と、0.2743グラムのTimCal Super C65カーボンブラックと、11.0グラムのNMPと、3.06グラムのPVDF溶液(NMP中13%、Kureha America Inc.,New York,New Yorkから入手可能な)とをプラスチックバイアル中で組み合わせることによって調製した。原料を、自転公転式ミキサーを用いて2000rpmで60秒間混合した。混合を2回繰り返した。5.00グラムの黒鉛(CPREME(登録商標)G5、Conoco−Philips,Houston,Texasから入手可能)を次にペーストに添加し、混合物を2回混合した。バイアルを次に、氷浴中に取り付け、毎回6500rpmで15分間回転子−固定子を用いて2回、次に毎回9500rpmで15分間さらに2回均質化した。固定子シャフトがバイアルに入る場所をアルミ箔で包んでバイアルへの水蒸気侵入を最小限にした。4回の均質化期間のそれぞれの間に、ホモジナイザーをペーストバイアル中の別の場所に移動させた。ペーストを次に3回遠心混合した。
CR2052コインセルを、スピネルカソード、アノード#1、および表3に示される様々な電解質組成物を使用して製造した。コインセルを、3.4〜4.9Vの電圧制限間での一定電流充電および放電を用いて、カソード活性材料の1グラム当たり12mAの一定電流を用いて周囲温度で市販のバッテリーテスター(Series 4000,Maccor,Tulsa,Oklahoma)を用いて形成のために2回サイクルさせた。コインセルの形成後、セルを55℃でのオーブン中に入れ、250サイクルについておよそ2Cレートである、カソード活性材料の1グラム当たり240mAの電流で3.4〜4.9Vの電圧制限間での一定電流充電および放電を用いてサイクルさせた。
86重量部のカソード活性材料(上で製造された)を、7重量部のSF−6020 PVDF溶液および7重量部のTimcal Super C65カーボンブラックと混合して分散系を形成した。この分散系を、1平方センチメートル当たり9.1mgのカソード活性材料のローディングで17マイクロメートル厚さのアルミ箔上にコートし、カソードを、上記のNMCカソード電極に用いられたものと類似の方法によってカレンダーにかけた。カレンダーにかけられた電極の部分の厚さおよび質量を測定し、電極密度を計算するために用いた。空隙なしの理論電極密度は、成分の組成および密度から計算した。実際の密度および理論密度から、気孔率は約43%であると計算された。
NMP中のCPREME(登録商標)G5黒鉛の分散系を、10マイクロメートル厚さの銅箔上へコートし、対流オーブン中で乾燥させて88:0.17:7:4.83(黒鉛:シュウ酸:PVDF:カーボンSuper C65)の組成のアノードを得た。アノード材料のローディングは、1平方センチメートル当たり4.8ミリグラムの黒鉛であり、アノードを約30%の気孔率までカレンダーにかけた。電極の気孔率は、上に示されたものと同じ方法を用いて計算した。
カソード#2を31.3mm×45mmサイズに打ち抜いた。アノード#2を32.4mm×46.0mmサイズに打ち抜いた。アルミニウムおよびニッケルタブを電流コレクタに超音波溶接し、単層パウチセルを、MTI Corporation,Richmond,Californiaから入手可能な箔−ポリマーラミネートパウチ材料を使用して組み立てた。タブを、二側面および底部を開けたままにしてパウチの最上部中へ密封した。パウチを、90℃で一晩真空下でドライボックスのアンティチャンバーで乾燥させた。アルゴン充満ドライボックス内部で、微孔性ポリオレフィンセパレータ(Celgard 2500,Charlotte,NC)を、アノードとカソードとの間に入れ、側面を密封した。表5に示されるような電解質(700μl)を、底部を通して注入し、底縁を真空密封機で密封した。
Claims (19)
- a)R1COOR2で表される少なくとも1つのフッ素化化合物と、
b)非フッ素化カーボネートと、
c)リチウム/ホウ素化合物と、
d)リチウム塩と
を含む電解質組成物であって、
R1およびR2が独立して、線状もしくは分岐アルキル基を表し;R1およびR2中の炭素原子の合計が2〜7であり;R1および/またはR2中の少なくとも2個の水素原子がフッ素原子で置き換えられており;およびR1もR2も−CH2Fまたは−CHF−基を含有しない、電解質組成物。 - 最大で10重量パーセントのフルオロエチレンカーボネートをさらに含む、請求項1に記載の電解質組成物。
- 非フッ素化カーボネートが環状カーボネートである、請求項1に記載の電解質組成物。
- R1が、−CH3、C2H5またはC3H7であり、およびR2がフッ素を含有する、請求項1に記載の電解質組成物。
- フッ素化化合物が、CH3CO2CH2CF2H、CH3CH2CO2CH2CF2H、F2CHCH2CO2CH3、F2CHCH2CO2CH2CH3、CH3CO2CH2CH2CF2H、CH3CH2CO2CH2CH2CF2H、F2CHCH2CH2CO2CH2CH3、CH3CO2CH2CF3、またはそれらの組み合わせである、請求項1に記載の電解質組成物。
- 非フッ素化カーボネートが、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ブチレンカーボネート、またはそれらの組み合わせである、請求項1に記載の電解質組成物。
- リチウム/ホウ素化合物が、リチウムテトラフルオロボレート、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムジフルオロ(オキサラト)ボレート、Li2B12F12−xHx(式中、xは、0〜8である)、またはそれらの組み合わせである、請求項1に記載の電解質組成物。
- リチウム塩が、リチウムヘキサフルオロホスフェート(LiPF6)、リチウムトリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート(LiPF3(C2F5)3)、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、リチウムビス(パーフルオロエタンスルホニル)イミド、リチウム(フルオロスルホニル)(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド、リチウムパークロレート、リチウムヘキサフルオロアルセネート、リチウムトリフルオロメタンスルホネート、リチウムトリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチド、またはそれらの組み合わせである、請求項1に記載の電解質組成物。
- a)5〜90重量パーセントの範囲での2,2−ジフルオロエチルアセテート;
b)10〜80重量パーセントの範囲でのエチレンカーボネート;
c)0.1〜10重量パーセントの範囲でのリチウムビス(オキサラト)ボレート;および
d)リチウムヘキサフルオロホスフェート
を含み、重量百分率がすべて組成物の総重量を基準とする、請求項1に記載の電解質組成物。 - 2,2−ジフルオロエチルアセテートの量が、組成物の総重量を基準として、30〜70重量パーセントの範囲である、請求項9に記載の電解質組成物。
- 0.1〜5.0重量パーセントの範囲でe)フルオロエチレンカーボネートをさらに含み、前記重量百分率が前記組成物の前記総重量を基準とする、請求項9に記載の電解質組成物。
- (a)ハウジングと、
(b)ハウジング中に、互いにイオン伝導性の接触で配置されるアノードおよびカソードと、
(c)ハウジング中に配置され、アノードとカソードとの間にイオン伝導性通路を提供する、請求項1に記載の電解質組成物と、
(d)アノードとカソードとの間の多孔質セパレータと
を含む電気化学セル。 - リチウムイオン電池である、請求項12に記載の電気化学セル。
- アノードがアノード活性材料を含み、およびアノード活性材料がリチウムチタネートまたは黒鉛である、請求項13に記載の電気化学セル。
- カソードが、Li/Li+参照電極に対して4.6Vよりも大きい電位範囲で30mAh/gよりも大きい容量を示すカソード活性材料を含む、請求項13に記載の電気化学セル。
- カソードが、Li/Li+参照電極に対して4.20V以上の電位まで充電されるカソード活性材料を含む、請求項13に記載の電気化学セル。
- カソードが、カソード活性材料を含み、カソード活性材料が、式:
LixNiyMzMn2−y−zO4−d
(式中、xは、0.03〜1.0であり;xは、充電および放電中のリチウムイオンおよび電子の放出および取込みに従って変化し;yは、0.3〜0.6であり;Mは、Cr、Fe、Co、Li、Al、Ga、Nb、Mo、Ti、Zr、Mg、Zn、V、およびCuの1つまたは複数を含み;zは、0.01〜0.18であり、およびdは、0〜0.3である)
で表されるリチウム含有マンガン複合酸化物である、請求項13に記載の電気化学セル。 - カソードが、LiaNibMncCodReO2−fZf(式中、Rは、Al、Ni、Co、Mn、Cr、Fe、Mg、Sr、V、Zr、Ti、希土類元素、またはそれらの組み合わせであり;Zは、F、S、Pまたはそれらの組み合わせであり;0.8≦a≦1.2、0.1≦b≦0.5、0.2≦c≦0.7、0.05≦d≦0.4、0≦e≦0.2(ここで、b+c+d+eの合計は約1である);および0≦f≦0.08である)を含む、請求項13に記載の電気化学セル。
- 請求項13に記載の電気化学セルを含むコンピュータ、カメラ、ラジオ、電動工具、通信機器、または輸送デバイス。
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